CN115570396B - 冻存管自动化打标拧盖设备 - Google Patents

Abstract

本发明揭示了冻存管自动化打标拧盖设备，包括转接料装置、自动打标及检测装置、自动托盘输送线、位于自动托盘输送线路径上的自动上盖旋拧装置，自动打标及检测装置包括旋转工位载台、第一周转机构、旋转翻面机构、第二周转机构，自动托盘输送线上设有承料托盘及装盘工位、旋拧工位，自动上盖旋拧装置包括盖体自动化上料机构、周转旋拧组装机构。本发明能实现冻存管的底壁与侧壁打标与检测，利用倒置供料与翻转出料的方式满足后端自动旋拧作业配合需求，使得整个自动化产线运行较为流畅稳定，生产效率得到较大提升。采用旋转工位切换与线性工位切换相结合的设计，使得设备布局较为紧凑合理，降低了对布置空间的需求，同时运行更紧凑高效。

Description

冻存管自动化打标拧盖设备

技术领域

本发明涉及冻存管自动化打标拧盖设备，属于自动化设备的技术领域。

背景技术

冻存管又称菌种保存管、磁珠保存管、磁珠冻存管。微生物实验室常用的菌种保存方法有牛奶法、甘油法、斜面法等。复杂程度各异，效果也差别很大。

冻存管一般包括管体与盖体，该管体主要由注塑成型设备进行注塑成型，在后端进行生产组装过程中，要求对管体进行管壁和/或底壁的标记成型，然后再进行管体与盖体的旋拧组装，而标记一般包括贴标、激光打码。

传统冻存管自动化产线一般采用线性输送的方式，即首先设计冻存管的自动化产线，采用托盘进行周转，利用托盘实现对冻存管的搭载，同时在自动化产线上进行标记成型、标记识别、自动化拧盖等作业。此类冻存管在运行过程中，需要外露侧壁，用于进行标记成型，因此冻存管在托盘中搭载稳定性较差，另外旋拧作业稳定性也较差，导致产品合格率较低，另外产线占用空间非常多。

现有技术中的产线配合机构基本采用公开号CN110540156A类似的开关盖机构，以此实现单工位的配合作业，而在产线构建过程中，还需要考虑与前端注塑成型设备配合及后端的打码、检测、旋拧、出料等配合作业，传统自动化设备较难实现全产线自动化，另外线性输送相互构建的自动化产线也会占用较大空间。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，针对自动化产线设计不合理及占用空间较多的问题，提出冻存管自动化打标拧盖设备。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

冻存管自动化打标拧盖设备，包括转接料装置、自动打标及检测装置、自动托盘输送线、位于所述自动托盘输送线路径上的自动上盖旋拧装置，

所述转接料装置上设有用于提供整列倒置的冻存管的供料机构，

所述自动打标及检测装置包括旋转工位载台和沿所述旋转工位载台旋转方向依次设置的上料工位、打标工位、扫码工位、卸料工位，所述自动打标及检测装置包括用于在所述供料机构与所述上料工位之间周转的第一周转机构、用于拾取所述卸料工位上冻存管进行旋转翻面的旋转翻面机构、用于在所述旋转翻面机构与所述自动托盘输送线之间周转的第二周转机构，所述打标工位包括用于对所述冻存管进行打标的侧壁镭射打码部和底壁镭射打码部，

所述自动托盘输送线上设有具备线性输送位移的用于阵列式搭载冻存管的承料托盘及沿承料托盘输送方向依次设置的装盘工位、旋拧工位，

所述自动上盖旋拧装置包括盖体自动化上料机构、用于拾取所述盖体自动化上料机构的出料对所述旋拧工位上冻存管进行旋拧组装的周转旋拧组装机构。

优选地，所述第二周转机构包括线性分布的若干负压拾取端，任意相邻所述负压拾取端之间具备相对间隔动态调节位移。

优选地，所述第二周转机构具备调节若干所述负压拾取端相互间隔的间隔调节源，在所述间隔调节源的调节状态下，若干所述负压拾取端形成与所述旋转翻面机构上冻存管间隔相匹配第一间隔固定态、与所述承料托盘上冻存管间隔相匹配的第二间隔固定态。

优选地，任意所述负压拾取端上设有周向限位部。

优选地，所述旋转工位载台上设有用于搭载整列倒置的所述冻存管的冻存管载座，任意所述冻存管载座具备线性切换位移。

优选地，所述冻存管载座上设有若干冻存管储槽，所述侧壁镭射打码部和所述底壁镭射打码部上分别设有用于与所述冻存管储槽相对位检测的对位检测部。

优选地，任意所述冻存管储槽内设有用于对所述冻存管进行旋转调节的旋转调节源。

优选地，所述供料机构包括承托料台和设置在所述承托料台顶部的纠偏影像采集机构，所述承托料台上设有至少一个载架座，所述载架座上设有用于承接整列倒置的冻存管的若干倒置承托槽，任意所述倒置承托槽内设有用于调节冻存管旋转偏角的偏角调节部。

优选地，所述承托料台上设有两个相平行设置的所述载架座，所述承托料台具备水平向送料切换位移。

优选地，所述盖体自动化上料机构包括盖体振动盘、与所述盖体振动盘相连的供料直振轨道，所述周转旋拧组装机构包括周转机械臂和设置在所述周转机械臂上的旋拧夹爪部。

优选地，所述自动托盘输送线的出料端设有自动化摆盘装置，

所述自动化摆盘装置包括承托台主体和周转输送机构，所述承托台主体上设有若干与所述自动托盘输送线相平行设置的储料轨道，所述周转输送机构设置在所述承托台主体与所述自动托盘输送线的出料端之间，

所述周转输送机构包括与所述储料轨道相平行的摆盘轨道，所述摆盘轨道具备在任意所述储料轨道之间切换对位的对位位移，所述摆盘轨道上设有具备线性位移和升降位移的推送料板。

本发明的有益效果主要体现在：

1.能实现冻存管的底壁与侧壁打标与检测，利用倒置供料与翻转出料的方式满足后端自动旋拧作业配合需求，使得整个自动化产线运行较为流畅稳定，生产效率得到较大提升。

2.采用旋转工位切换与线性工位切换相结合的设计，使得设备布局较为紧凑合理，降低了对布置空间的需求，同时运行更紧凑高效。

3.满足与注塑设备相关联自动化配合及后端输出自动化摆盘需求，自动化集成度非常高，运行智能高效稳定，产品合格率得到较大提升。

附图说明

通过阅读参照以下附图所作的对非限制性实施例所作的详细描述，本申请的其它特征、目的和优点将会变得更明显：

图1是本发明冻存管自动化打标拧盖设备的俯视结构示意图。

图2是本发明冻存管自动化打标拧盖设备的侧视结构示意图。

图3是本发明冻存管自动化打标拧盖设备的另一侧视结构示意图。

图4是本发明冻存管自动化打标拧盖设备的立体结构示意图。

图5是图4中A部分的放大结构示意图。

图6是图4中B部分的放大结构示意图。

图7是本发明冻存管自动化打标拧盖设备中供料机构的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

本发明提供冻存管自动化打标拧盖设备，如图1至图6所示，包括转接料装置1、自动打标及检测装置2、自动托盘输送线3、位于自动托盘输送线3路径上的自动上盖旋拧装置4。

转接料装置1上设有用于提供整列倒置的冻存管100的供料机构10。

具体地说明，该供料机构10主要用于对倒置的冻存管100整列供料，便于后端自动打标及检测装置2的取料作业。

自动打标及检测装置2包括旋转工位载台5和沿旋转工位载台5旋转方向依次设置的上料工位51、打标工位52、扫码工位53、卸料工位54，自动打标及检测装置2包括用于在供料机构与上料工位之间周转的第一周转机构6、用于拾取卸料工位上冻存管进行旋转翻面的旋转翻面机构7、用于在旋转翻面机构7与自动托盘输送线之间周转的第二周转机构8，打标工位52包括用于对冻存管进行打标的侧壁镭射打码部521和底壁镭射打码部522。

自动托盘输送线3上设有具备线性输送位移的用于阵列式搭载冻存管的承料托盘200及沿承料托盘输送方向依次设置的装盘工位31、旋拧工位32。

自动上盖旋拧装置4包括盖体自动化上料机构41、用于拾取盖体自动化上料机构的出料对旋拧工位32上冻存管进行旋拧组装的周转旋拧组装机构42。

具体地实现过程及原理说明：

供料机构10用于实现整列的倒置的冻存管100，具备地说明，该冻存管100存在侧壁与底壁的标识成型，因此倒置冻存管100易于实现侧壁和底壁的打标作业。

在进行自动化运行过程中，第一周转机构6对若干整列倒置的冻存管100进行拾取后，搭载至上料工位51上，随着旋转工位载台5的切换位旋转，运行至打标工位52，打标工位52上的侧壁镭射打码部521和底壁镭射打码部522进行相应的侧壁打码与顶部的底壁打码，该打码一般为镭射成型。

当其打码完成后，切换工位至扫码工位53，对其侧壁标识与底壁标识进行识别区分，能识别即为合格品，不能识别即为NG品。

检测完成后运行至卸料工位54，此时旋转翻面机构7将卸料工位54上的冻存管100同步拾取后再进行180°旋转，使得冻存管100翻面后其敞口端向上。此时第二周转机构8拾取冻存管搭载至装盘工位31上的承料托盘200上，需要说明的是，该承料托盘200能实现若干列的冻存管搭载，在其搭载完成后进行工位切换。

在旋拧工位32上时，周转旋拧组装机构42进行对盖体自动化上料机构41的出料拾取后，相应地与冻存管100对位，冻存管100在承料托盘200的储槽内时紧配合，因此周转旋拧组装机构42产生一定地扭力即可满足自动化旋拧需求。

如此实现全自动化产线运行，整体布局非常紧凑，满足连续化高效生产需求。

在一个具体实施例中，第二周转机构8包括线性分布的若干负压拾取端80，任意相邻负压拾取端之间具备相对间隔动态调节位移。

更细化地，第二周转机构具备调节若干所述负压拾取端相互间隔的间隔调节源，在间隔调节源的调节状态下，若干负压拾取端形成与旋转翻面机构上冻存管间隔相匹配第一间隔固定态、与承料托盘上冻存管间隔相匹配的第二间隔固定态。

具体地说明，一般情况下，该冻存管100是批量化注塑成型，因此其出料存在一定地间隔跨度，为了方便与之匹配及实现打标间隔需求，因此其旋转工位载台5上的载位及旋转翻面机构7上的载位存在相应的间隔。

而后端的承料托盘200上载位的相对间隔更紧凑，因此采用了此具备间隔动态调节位移实现相对运行过程中的适配性。

即在进行第二周转机构8周转时，其首先为第一间隔固定态，当其对应将旋转翻面机构上冻存管对应拾取后，在后期周转过程中进行间隔动态变化，从而在放置前形成第二间隔固定态，在第二间隔固定态时进行当前冻存管搭载至承料托盘200上的作业，如此满足前后间距差异的周转配合需求。

此结构一般采用多个一一对应搭载负压拾取端80的滑座结构，滑座结构存在相应的水平驱动源，利用各滑座结构的水平驱动实现整体相对间隔的调整。相似的结构种类繁多，仅需要满足本案第一间隔固定态与第二间隔固定态的转换结构，均在本案的保护范围之内。

在一个具体实施例中，任意负压拾取端80上设有周向限位部。

具体地说明，传统负压拾取端80一般具备柔性套接的吸盘罩，而本案中旋拧对冻存管100的周向位置精度较高，传统负压拾取端80在周转过程中存在冻存管100周向偏差的情况发生，本案采用周向限位部设计，使得其上冻存管更稳定，不易产生偏转，使得后端旋拧对位更可靠，旋拧质量得到保障。

在一个具体实施例中，旋转工位载台5上设有用于搭载整列倒置的冻存管的冻存管载座50，任意冻存管载座具备线性切换位移。

具体地说明，设备中冻存管载座50上一般会搭载偶数个冻存管，而打码设备一般为激光设备，激光设备采用两个一组或者四个一组的结构，因此无法实现一次性全部标记成型，另外，在进行工位切换后，也存在一定地相对位置度差异。

通过本案中的具备线性切换位移的冻存管载座50设计，能实现一定地相对位置偏差调节与相对切换工位调节，满足同工位多次切换位置的全部打标成型需求。

在一个具体实施例中，冻存管载座50上设有若干冻存管储槽，侧壁镭射打码部和底壁镭射打码部上分别设有用于与冻存管储槽相对位检测的对位检测部。

具体地说明，冻存管搭载后切换至打标工位52时，会存在与打码部的一定偏差，利用视觉的对位检测部能实现精确对位信息采集，易于实现相对位置度调节，从而满足打码合格率需求。

另外，该对位检测部还能实现相应的旋转偏角信息采集，当无法实现对位打标时，进行当前冻存管标记，在卸料工位卸料时实现良品与NG品的分离。

在一个具体实施例中，任意冻存管储槽内设有用于对所述冻存管进行旋转调节的旋转调节源。

即前端对位检测部能实现相对冻存管的相对旋转偏角信息采集，而该旋转调节源能根据旋转偏角信息进行对冻存管的旋转位置度调节，从而消除传统个别冻存管无法满足打标对位需求。

细化地说明，该旋转调节源可以为与冻存管相抵接的滚轮或皮带，利用贴合摩擦力进行相应的旋转扭力传递，当然其他进行冻存管的偏角调节的机构均在本案的保护范围之内。

在一个具体实施例中，如图7所示，供料机构10包括承托料台11和设置在承托料台顶部的纠偏影像采集机构13，承托料台上设有至少一个载架座12，载架座12上设有用于承接整列倒置的冻存管的若干倒置承托槽，任意倒置承托槽内设有用于调节冻存管旋转偏角的偏角调节部14。

具体地实现过程及原理说明：

该载架座12用于承接前端注塑设备的成型工件，冻存管会一一对应装载至该倒置承托槽内，一般通过对位料抓实现自动周转。

当倒置承托槽内冻存管上料后，其顶部纠偏影像采集机构13能采集冻存管的周向偏角信息并转换成电调量对偏角调节部14进行驱动，从而在上料阶段即可满足对冻存管的偏角调节，当然，为了使得影像更清楚，承托料台上设有用于对载架座12进行补光的补光源15，如此满足影像采集清晰度需求。

对该偏角调节部14进行说明，其一般通过旋转电机进行驱动，在进行旋转驱动时，其存在多种方案设计，首先是采用承托载套的设计，即倒置承托槽位于该承托载套上，电机输出端进行对承托载套的旋转调节从而满足对冻存管的偏角调节需求。另外一种是针对冻存管本体，采用针对冻存管外周壁的多个接触体，对接触体进行旋转驱动从而满足角度调节，也可以采用夹持机构与旋转电机相结合的方式对冻存管或承托载套的驱动，仅需要满足对冻存管相对偏角调节的周向调节结构均在本案的保护范围之内。

在一个具体实施例中，承托料台11上设有两个相平行设置的载架座12，承托料台具备水平向送料切换位移。

具体地说明，参照图7所示，前端注塑设备一般为十六个工件出料，因此本案采用了两个具备切换工位的载架座12设计，能实现一次注塑成型工件的同台分步装载，并且在其装载后，通过切换工位实现当前载架座12上冻存管的偏角调整，而在后端供给时，也通过两个工位切换实现与第一周转机构的切换位供料。

在一个具体实施例中，盖体自动化上料机构41包括盖体振动盘、与盖体振动盘相连的供料直振轨道，周转旋拧组装机构42包括周转机械臂和设置在周转机械臂上的旋拧夹爪部。

此类单工位的自动化旋拧构建属于现有技术，在此不在赘述，不同地是，本案采用打标旋转化产线与旋拧线性化供给相结合的方式，使得自动化运行更高效流畅，各工位配合实现高精度打标及组装作业，占用空间也较小，产品打标及组装合格率得到较大提升。

在一个具体实施例中，自动托盘输送线的出料端设有自动化摆盘装置9，自动化摆盘装置包括承托台主体91和周转输送机构92，承托台主体91上设有若干与自动托盘输送线相平行设置的储料轨道910，周转输送机构92设置在承托台主体与自动托盘输送线的出料端之间，周转输送机构92包括与储料轨道相平行的摆盘轨道921，摆盘轨道具备在任意储料轨道之间切换对位的对位位移，摆盘轨道上设有具备线性位移和升降位移的推送料板922。

具体地说明，在当前承料托盘200上冻存管100全部旋拧作业完毕后，其由自动托盘输送线进行输出作业，而单承料托盘200在运输周转时，要求进行摆盘作业。

本案中，采用了承托台主体91与周转输送机构92的配合设计，承料托盘200能经过自动托盘输送线进入摆盘轨道921上，利用其与储料轨道910的切换对位，通过推送料板922能实现相应的推送到位，满足自动化产线的自动化高效摆盘需求。

通过以上描述可以发现，冻存管自动化打标拧盖设备，能实现冻存管的底壁与侧壁打标与检测，利用倒置供料与翻转出料的方式满足后端自动旋拧作业配合需求，使得整个自动化产线运行较为流畅稳定，生产效率得到较大提升。采用旋转工位切换与线性工位切换相结合的设计，使得设备布局较为紧凑合理，降低了对布置空间的需求，同时运行更紧凑高效。满足与注塑设备相关联自动化配合及后端输出自动化摆盘需求，自动化集成度非常高，运行智能高效稳定，产品合格率得到较大提升。

术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、方法、物品或者设备/装置所固有的要素。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。

Claims (9)

1.冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

包括转接料装置、自动打标及检测装置、自动托盘输送线、位于所述自动托盘输送线路径上的自动上盖旋拧装置，

所述转接料装置上设有用于提供整列倒置的冻存管的供料机构，

所述自动打标及检测装置包括旋转工位载台和沿所述旋转工位载台旋转方向依次设置的上料工位、打标工位、扫码工位、卸料工位，所述自动打标及检测装置包括用于在所述供料机构与所述上料工位之间周转的第一周转机构、用于拾取所述卸料工位上冻存管进行旋转翻面的旋转翻面机构、用于在所述旋转翻面机构与所述自动托盘输送线之间周转的第二周转机构，所述打标工位包括用于对所述冻存管进行打标的侧壁镭射打码部和底壁镭射打码部，

所述自动托盘输送线上设有具备线性输送位移的用于阵列式搭载冻存管的承料托盘及沿承料托盘输送方向依次设置的装盘工位、旋拧工位，

所述自动上盖旋拧装置包括盖体自动化上料机构、用于拾取所述盖体自动化上料机构的出料对所述旋拧工位上冻存管进行旋拧组装的周转旋拧组装机构；

所述第二周转机构包括线性分布的若干负压拾取端，任意相邻所述负压拾取端之间具备相对间隔动态调节位移；

所述第二周转机构具备调节若干所述负压拾取端相互间隔的间隔调节源，在所述间隔调节源的调节状态下，若干所述负压拾取端形成与所述旋转翻面机构上冻存管间隔相匹配第一间隔固定态、与所述承料托盘上冻存管间隔相匹配的第二间隔固定态。

2.根据权利要求1所述冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

任意所述负压拾取端上设有周向限位部。

3.根据权利要求1所述冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

所述旋转工位载台上设有用于搭载整列倒置的所述冻存管的冻存管载座，任意所述冻存管载座具备线性切换位移。

4.根据权利要求2所述冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

所述冻存管载座上设有若干冻存管储槽，所述侧壁镭射打码部和所述底壁镭射打码部上分别设有用于与所述冻存管储槽相对位检测的对位检测部。

5.根据权利要求4所述冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

任意所述冻存管储槽内设有用于对所述冻存管进行旋转调节的旋转调节源。

6.根据权利要求1所述冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

所述供料机构包括承托料台和设置在所述承托料台顶部的纠偏影像采集机构，所述承托料台上设有至少一个载架座，所述载架座上设有用于承接整列倒置的冻存管的若干倒置承托槽，任意所述倒置承托槽内设有用于调节冻存管旋转偏角的偏角调节部。

7.根据权利要求6所述冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

所述承托料台上设有两个相平行设置的所述载架座，所述承托料台具备水平向送料切换位移。

8.根据权利要求1所述冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

所述盖体自动化上料机构包括盖体振动盘、与所述盖体振动盘相连的供料直振轨道，

所述周转旋拧组装机构包括周转机械臂和设置在所述周转机械臂上的旋拧夹爪部。

9.根据权利要求1所述冻存管自动化打标拧盖设备，其特征在于：

所述自动托盘输送线的出料端设有自动化摆盘装置，

所述自动化摆盘装置包括承托台主体和周转输送机构，所述承托台主体上设有若干与所述自动托盘输送线相平行设置的储料轨道，所述周转输送机构设置在所述承托台主体与所述自动托盘输送线的出料端之间，

所述周转输送机构包括与所述储料轨道相平行的摆盘轨道，所述摆盘轨道具备在任意所述储料轨道之间切换对位的对位位移，所述摆盘轨道上设有具备线性位移和升降位移的推送料板。

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